淺論提高機械設(shè)計制造及其自動化的有效途徑

王培利

山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東省濟南市 250022

1 引言

近些年來，各大企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，積極引進和使用先進的機械設(shè)計制造及其化技術(shù)，使生產(chǎn)過程得到進一步優(yōu)化，降低工作人員的工作強度，有效保證企業(yè)的效益。然而，企業(yè)在應(yīng)用這一技術(shù)的過程中，還面臨許多問題。企業(yè)要結(jié)合實際情況，對現(xiàn)有的技術(shù)進行優(yōu)化，進一步提高機械設(shè)計制造水平，使自動化技術(shù)在生產(chǎn)過程中發(fā)揮出更大的作用。

2 機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢

2.1 降低安全隱患

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)水平日益提升，產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)彼此緊密相連，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能會產(chǎn)生牽一發(fā)而身的后果。因此，企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，要將安全放在首位，才能真正提高企業(yè)的效益。由于企業(yè)在生產(chǎn)中需要大量的設(shè)備，而且要由專業(yè)的人員負責(zé)操作設(shè)備，才能保證設(shè)備正常運行，由此會產(chǎn)生較高的用人成本。企業(yè)引進機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)以后，就可不必依靠大量的工作人員，該技術(shù)可以完成許多人工無法操作的內(nèi)容，也可完成更多重復(fù)性工作，既能提高工作效率和生產(chǎn)的安全性，又可降低用人成本。

近些年來，機械制造及其自動化技術(shù)水平正不斷提升，與之相關(guān)的技術(shù)體系越發(fā)完善，將這一技術(shù)與生產(chǎn)相結(jié)合，不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，對細節(jié)進行精準把控，還能大幅度提高生產(chǎn)效率。同時，企業(yè)引進這一技術(shù)以后，還能及時發(fā)現(xiàn)在生程中出現(xiàn)的全隱患，便于人員及時對設(shè)備進行維修，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

2.2 節(jié)能環(huán)保

各大企業(yè)在開展工藝生產(chǎn)時，需對資源進行有效開發(fā)和利用，然后生產(chǎn)出質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，更好的滿足人們的需求。在這一過程中，企業(yè)經(jīng)常會利用大量的自然資源，而且存在過度使用的情況，導(dǎo)致許多珍貴的資源被消耗，不僅影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染。若企業(yè)繼續(xù)使用常規(guī)的方法，就會對環(huán)境造成持續(xù)破壞，還要面對日益嚴重的資源短缺問題，會增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。若企業(yè)引進先進的自動化控制技術(shù)，不僅可以確保資源得到合理配置，還能減少不必要的能源消耗。同時，人們對機械設(shè)計制造和環(huán)保元素的融合越來越重視，將先進的環(huán)保理念融入到產(chǎn)品設(shè)計與制造之中，不僅可以對能耗和物料浪費問題予以解決，還能對工藝參數(shù)進行精準分析，降低在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物。部分企業(yè)會引進具有過濾裝置的生產(chǎn)設(shè)備，當(dāng)設(shè)備正式排出廢物之前，就可利用過濾系統(tǒng)對廢物進行過濾，然后予以排放，從而實現(xiàn)對環(huán)境的保護。

2.3 提高企業(yè)的效益

近些年來，企業(yè)正面臨越發(fā)激烈的競爭，企業(yè)若要在市場中占據(jù)一席之地，就要提高生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效益。同時，企業(yè)要對傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造模式進行優(yōu)化，積極引進先進的自動化生產(chǎn)技術(shù)，減少對人工支出，這樣不僅可以提高生產(chǎn)的質(zhì)量和精準度，還能提高生產(chǎn)自動化與智能化水平。在機械制造及其自動化技術(shù)中包含先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工作人員只需操作專門的計算機系統(tǒng)即可對生產(chǎn)過程進行智能化監(jiān)督與控制。比如，將生產(chǎn)設(shè)備與PLC系統(tǒng)相結(jié)合，可實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的集中化控制，這樣不僅可以節(jié)省時間，還能降低生產(chǎn)費用，避免投入更多人力，有效提高企業(yè)的市場競爭力，使企業(yè)擁有更大的利潤空間。

3 機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，但與其他達國家相比，我國的制造技術(shù)很有待進一步提升。比如，工作人員在開展機械設(shè)計時雖然能夠熟練利用CAD等相關(guān)軟件對產(chǎn)品進行精心設(shè)計，但在實際設(shè)計中還存在許多問題，從而影響機械自動化技術(shù)水平的提升。此外，盡管我國企業(yè)積極引進柔性制造系統(tǒng)、多軸聯(lián)動機床等先進的設(shè)備，但與之相關(guān)的自動化系統(tǒng)技術(shù)含量并不高。另外，部分企業(yè)的管理理念比較傳統(tǒng)，并未充分意識到引進機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的必要性，導(dǎo)致企業(yè)的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效益很難得到提升。

4 機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的完善路徑

4.1 以節(jié)能降耗為導(dǎo)向，降低生產(chǎn)與制造成本

4.1.1 開展節(jié)能生產(chǎn)，降低能源消耗

機械設(shè)計制造行業(yè)涉及的技術(shù)和產(chǎn)品類型眾多，對企業(yè)的要求比較高。企業(yè)若要在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地，就要不斷優(yōu)化生產(chǎn)與制造流程，減少對能源和材料造成的浪費。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式中，工作人員不僅要面對復(fù)雜的操作流程，還會在生產(chǎn)過程中消耗大量的能源和材料，同時，工作人員面臨的工作強度比較高，并不能完全保證產(chǎn)品質(zhì)量。隨著機械制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國對機械制造行業(yè)提出的要求也不斷提升。企業(yè)在開展生產(chǎn)和制造時，除了要嚴格保障產(chǎn)品質(zhì)量之外，還要進一步優(yōu)化制造流程，加強對環(huán)境的保護，確保各項資源得到充分利用。由于機械制造所產(chǎn)生的能耗比較高，因此，企業(yè)要意識到這一點，積極響應(yīng)國家所提出的號召，在生產(chǎn)中融入節(jié)能環(huán)保理念，進一步降低對能源形成的消耗。

（1）加強對資源的有效利用。在機械制造行業(yè)中，許多企業(yè)會通過批量生產(chǎn)的方式實現(xiàn)對產(chǎn)品的制造，在這一過程中會消耗大量的原材料。為了改變現(xiàn)狀，減少對原材料造成的浪費，企業(yè)要對原材料進行科學(xué)規(guī)劃與分類，確定可以回收和循環(huán)利用的材料，進一步提高材料的利用率。在使用材料的過程中，企業(yè)要結(jié)合產(chǎn)品的類型，優(yōu)先選擇可以循環(huán)使用的材料，這樣不僅能夠降低企業(yè)的采購成本，還能減少對廢棄物的排放，進一步減少對環(huán)境造成的污染。（2）對污水進行有效的處理。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式中，部分企業(yè)只為提高自身效益，卻并未考慮到環(huán)境的保護，直接將生產(chǎn)的廢棄物排放到周邊環(huán)境之中，這就對本地的水資源和土壤造成嚴重的污染。比如，企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，在這些水中包含許多重金屬，如果不能對污水進行合理處理，而是直接將其排放到自然環(huán)境之中，不僅會對本地的環(huán)境造成嚴重威脅，還會影響本地居民的身心健康。為了解決這一問題，企業(yè)要積極引進先進的自動化技術(shù)，對污水進行有效的處理。一方面，企業(yè)要及時將可以回收的水資源納入到循環(huán)系統(tǒng)之中，并對其進行合理處理，確保污水達標，就可對其進行再度利用；若污水無法得到有效回收，就要對其進行清潔處理。另一方面，在正式排放污水和廢棄物之前。要提前對其成分進行檢測，然后選擇恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞?，明確排放地點，確定其符合排放標準后，方可予以排放。隨著時間的不斷推移，在市場中涌現(xiàn)出許多污水處理新技術(shù)和新工藝，企業(yè)可結(jié)合實際情況，選擇相應(yīng)的技術(shù)和系統(tǒng)。對常規(guī)污水進行處理時，企業(yè)只需采用先進的智能化制造系統(tǒng)，即可對污水進行自動化檢測和處理；對特殊的污水進行處理時，系統(tǒng)會提前發(fā)出警報，提醒工作人員及時對污水的成分進行檢測，檢測完畢后，就要選擇合適的處理方式對污水行清潔處理，使其達到排放標準。工作人員可將這一部分的污水處理方案納入到智能化系統(tǒng)之中，為后續(xù)的處理工作提供參考依據(jù)。

4.1.2 開展清潔生產(chǎn)

各大機械制造企業(yè)在引進先進的自動化技術(shù)以后，不僅可以進一步優(yōu)化生產(chǎn)與制造流程，還能減輕生產(chǎn)壓力，同時還有更多時間加強對清潔生產(chǎn)的研究，加強與之相關(guān)的技術(shù)引進和開發(fā)，減少對能源造成的消耗，實現(xiàn)對環(huán)境的保護。（1）選擇合適的清潔能源，滿足生產(chǎn)需求。隨著機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)水平不斷提升，企業(yè)在引進這一技術(shù)開展清潔生產(chǎn)時，除了要進一步提高生產(chǎn)效率之外，還要合理選擇清潔能源，從而達到清潔生產(chǎn)的目的。（2）對生產(chǎn)制造流程進行優(yōu)化。由于人們對機械制造產(chǎn)品的要求越來越高，因此，企業(yè)會根據(jù)消費者的需求與產(chǎn)品現(xiàn)狀，適當(dāng)增加產(chǎn)品的制造流程，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)過程越來越復(fù)雜，同時會產(chǎn)生大量的廢棄物和污水。雖然企業(yè)引進自動化技術(shù)以后可以有效提高生產(chǎn)效率，但卻并未實現(xiàn)造流程的優(yōu)化，因此，在新的時期，企業(yè)要加強對機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的研究與開發(fā)，充分融入清潔生產(chǎn)的理念，進一步精簡制造流程，減少各種廢棄物的排放。（3）企業(yè)要聘請專業(yè)的人員負責(zé)開展機械設(shè)計，明確設(shè)計方案，對每一個細節(jié)進行合理把關(guān)和控制，全面提高設(shè)計質(zhì)量，達到清潔生產(chǎn)的目的。

4.2 融入數(shù)字化機械設(shè)計

4.2.1 通過數(shù)字化機械設(shè)計實現(xiàn)信息共享

由于機械設(shè)計制造過程極其復(fù)雜，操作環(huán)節(jié)眾多，涉及部門和人員數(shù)量較多，需要各部門高度配合，因此，在生產(chǎn)過程中，企業(yè)要高度重視信息的傳輸與共享。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式中，部門與部門之間的溝通效率比較低，而且無法保證信息在第一時間得到傳遞，因此，無法保證信息質(zhì)量，更會影響機械設(shè)計制造工作的開展。企業(yè)引進數(shù)字化機械設(shè)計形式以后，就可確保各項數(shù)據(jù)和信息得到進一步共享。（1）采用自動化技術(shù)可隨時對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和控制，也可對關(guān)鍵信息予以捕捉，然后將信息上傳到固定的平臺之上，工作人員就可在平臺中了解信息，對生產(chǎn)過程有更加審深入的了解。通過這種方式不僅可以確保信息在第一時間得到傳播和共享，還精簡了信息溝通環(huán)節(jié)，有效提高溝通效率。（2）盡管自動化技術(shù)越來越成熟，但在實際應(yīng)用這一技術(shù)時卻并不能保證所有信息得到準確的捕捉和識別，就要發(fā)揮出工作人員的作用。工作人員和對信息進行手動更新，然后及時在平臺中對信息進行標注，便于其他部門人員隨時查閱信息。

4.2.2 通過數(shù)字化機械設(shè)計對信息進行歸納和整理

企業(yè)應(yīng)用數(shù)字化機械設(shè)計形式時，一方面可以優(yōu)化生產(chǎn)制造流程，另一方面可對生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的海量信息進行全面的歸納和整理，減少由于人工操作所產(chǎn)生的失誤，有效提高數(shù)據(jù)的準確性。工作人員只需在專業(yè)的智能化操作系統(tǒng)中錄入指令，即可通過系統(tǒng)對數(shù)據(jù)和信息進行收集。收集完畢后，相關(guān)部門可在第一時間接收信息。

4.3 采用電子圖紙

對產(chǎn)品進行設(shè)計之前，設(shè)計人員通常會利用專門的設(shè)計軟件進行圖紙繪制，隨著人們對機械制造產(chǎn)品要求不斷提升，若設(shè)計人員繼續(xù)采用傳統(tǒng)的設(shè)計方式，則很難保證設(shè)計效率提升。首先，設(shè)計人員通常并不能在一張圖紙上展現(xiàn)產(chǎn)品的所有內(nèi)容。這是由于機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及技術(shù)要素眾多，與之相關(guān)的設(shè)計圖紙數(shù)量較大，設(shè)計師要通過多個圖紙展現(xiàn)產(chǎn)品的細節(jié)。工作人員在查閱圖紙時會面臨許多不便，而且一旦圖紙丟失，就會影響設(shè)計效率和質(zhì)量。其次，一旦涉及某一環(huán)節(jié)的修改，就會給設(shè)計人員帶來龐大的工作量。總之，正是由于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計存在許多不便，因此，要積極采用先進的電子圖紙，就可達到事半功倍的效果。

首先，設(shè)計師可積極采用先進的智能化設(shè)計軟件對產(chǎn)品進行精準繪制，這一類型的軟件很少會受到外界環(huán)境的影響，一旦出現(xiàn)問題，設(shè)計師可隨時對其進行修改，非常方便。其次，設(shè)計師可利用手機和電腦對圖紙進行設(shè)計，如果客戶有新的需求，需要對圖紙進行調(diào)整，設(shè)計師只需利用手機或電腦對圖紙進行更改即可，然后將修改后的圖紙在第一時間傳輸給客戶。通常，只需將電子圖紙以云存檔的方式進行存儲即可，并不會占用設(shè)備的空間。各大企業(yè)可結(jié)合自身實際情況，構(gòu)建專門的平臺，對電子圖紙進行有效存儲，提高圖紙的安全性和可靠性。

5 結(jié)語

綜上所述，近些年來，機械制造及其自動化技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍日益擴大，其不僅可生產(chǎn)效率，還能有效提高產(chǎn)品的精準度，嚴格保障產(chǎn)品的品質(zhì)，使企業(yè)的競爭力得到提升。并且，企業(yè)引進這一技術(shù)后，還可進一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少由于生產(chǎn)對環(huán)境所帶來的污染。因此，各大企業(yè)要積極對機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)展開研究，打造健全的技術(shù)體系，促進企業(yè)實現(xiàn)更加長遠的發(fā)展。